DE538202C

DE538202C - Vorrichtung zur kontinuierlichen Bereitung von Speiseeis

Info

Publication number: DE538202C
Application number: DE1930538202D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-06-28
Filing date: 1930-04-30
Publication date: 1931-11-11
Also published as: GB345850A

Description

Die Erfindun

g betrifft Maschinen zur kontinuierlichen Bereitung von Speiseeis und anderen festen oder halbfesten Substanzen aus flüssigen oder haibflüssigen Stoffen und insbesondere Mittel, um von der Arbeitsfläche das Gut kontinuierlich in dünner Schicht abzunehmen. Bei Herstellung von Speiseeis. Fetten, Fettersatzstoffen und anderen Massen durch Wärmeaustausch in einer

ίο zylindrischen Bearbeitungskammer wurde gefunden, daß der Wärmeaustausch am wirksamsten und das Produkt am gleichmäßigsten wird, wenn das Oberflächen-Volumenverhältnis, d. h. das Verhältnis der Wärmeaustaaschfläche zur Fläche des für den Durchgang des Materials offen stehenden Querschnittes so weit ais möglich vergrößert wird.

Hierzu wurde es bereits vorgeschlagen, in einen Hohlmantel, durch den ein Kühlmittel

ao hindurchgeschickt werden soll, noch einen zweiten, ebenfalls mit einem Kühlmantel beschickten Hohlkörper und in den Zwischenraum eine Schnecke zur Förderung der Gefriermassen einzubauen. Während in diesem

as Falle die Förderung der Gefriermassen ganz der Schnecke überlassen bleibt und im übrigen die Schnecke kaum in der Lage sein dürfte, von den Arbeite- oder Kühlflächen auch die dünnsten Schichten des Gefriergutes mit herunterzunehmen, handelt es sich mit vorliegender Erfindung um eine Maschine, bei der die Gefriermassen lediglich durch Druck gefördert und von den Kühl- oder Arbeitsflächen mit rotierenden Kratzen oder Messern abgehoben werden.

Die Vergrößerung des ^! Oberflächen-Volumenverhältnisses geschieht bei derartigen Maschinen in der Weise, daß man den Durchmesser der Messerwelle bei einem gegebenen Durchmesser des Bearbeitungszylinders entsprechend vergrößert und so der zwischen Messerwelle und Wärmeaustauschfläche des Zylinders für den Durchgang des Materials zur Verfügung stehende Raum entsprechend reduziert wird. Die in diesem Raum vornandenen Messerklingen setzten bis jetzt der Vergrößerung des Oberflächen-Querschnittsverhältnisses jedoch gewisse Grenzen. Sofern der für den Durchgang des Materials zur Verfügung stehende Querschnitt so weit 5·) reduziert wird, daß die Messerklinge prozentual einen verhältnismäßig großen Teil jenes Raumes für sich in Anspruch nimmt, wird das Material, statt zwischen Klinge und Messerwelle durchzugehen, sich vor der Klinge zu stauen suchen, z. B. bei Speiseeis, das durch Gefrieren mehr oder weniger fest wird, verursacht die erwähnte Stauung der Massen

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eine gewisse Drosselung im Durchgang des Materials durch den Bearbeitungsraum und gegebenenfalls ein Einfrieren der ganzen Maschine. Des weiteren verursacht die Stau-5 ung z. B. bei Speiseeis und Fettstoffen usw. und sofern Luft, Wasserstoff oder irgendein anderes Strömungsmittel mit in die Masse eingeschlagen wird, eine ungleichmäßige Verteilung des Strömungsmittels in der Gesamtlo masse, so daß für eine letzte gleichmäßige Durcharbeitung noch eine Extrakammer oder ein Extraschlagraum erforderlich wird. Bei gewissen Massen verursacht die Abdrosselung der Strömung, daß sich die Masse in ihre iS Bestandteile wieder zersetzt, also das Gegenteil von einer gleichmäßigen innigen Durchmischung erreicht wird.

Der Hauptzweck der Erfindung ist, eine Messer- und Messerwellenkonstruktion zu schaffen, die, selbst wenn das Oberflächen-Querschnittsverhältnis weit über das bis jetzt mögliche Maß hinaus vergrößert wird, der Masse noch immer einen freien Durchgang., sichert.

as Die Erfindung umfaßt Vorrichtungen zur kontinuierlichen Bereitung von Speiseeis und anderen festen oder halbfesten Substanzen, und zwar Vorrichtungen mit einer Welle und einem auf dieser Welle sitzenden Körper, der, wie eingangs erwähnt, das Material von der Arbeitsfläche abnehmen soll. Die Erfindung selbst kennzeichnet sich dadurch, daß die Distanz zwischen der inneren Fläche des erwähnten Körpers und der genannten Welle wenigstens so groß ist, wie die Distanz zwischen der Arbeitsfläche und der Welle an derjenigen Stelle, an der sich Arbeitsfläche und Welle einander am nächsten kommen.

Die folgende Beschreibung beschränkt sich auf eine Maschine zur Herstellung von Speiseeis oder zur Festigung von Fett und Schmalz durch Kühlung. Indes sollte es als selbstverständlich gelten, daß die Erfindung allein nur auf den Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung nicht beschränkt ist und ebensogut auch für Vorrichtungen verwendbar ist, mit denen ein gegebenes Gut während seiner Behandlung durch Erwärmung festgemacht wird. Die Erfindung kommt jedenfalls überall da zur Geltung, wo es gilt, mit einem großen Oberflächen-Querschnittsverhältnis zu arbeiten und das Gut von der Bearbeitungsfläche in dünner Schicht abzunehmen. Die Erfindung kann weiterhin verwendet werden auch da, wo mit einem Wärmeaustausch nicht gearbeitet werden sollte, z. B. wo es gilt, irgendwelche Dinge aus einer gegebenen Lösung auf der Oberfläche des Bearbeitungsraumes auszukristallisieren' oder für Verfahren, nach denen der physikalische oder chemische Zustand eines gegebenen Gutes durch den Kontakt mit einer katalytischen Oberfläche geändert wird.

Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben werden.

Auf der Zeichnung stellen dar Abb. ι eine Maschine zur kontinuierlichen Bereitung von Speiseeis,

Abb. 2 den Bearbeitungsraum dieser Maschine im Längsmittelschnitt und vergrößerten Maßstabe,

Abb. 3 den Bearbeitungsraum im Querschnitt nach Linie 3-3 der Abb. 2. Die Abbildung zeigt, wie groß ungefähr das Verhältnis der betreffenden Teile sein soll für den Fall, daß Speiseeis gemischt mit Fruchtteilchen, z. B. gemischt mit Nußteilchen oder anderen festen Stoffen, hergestellt werden soll.

Abb. 4 stellt einen ebensolchen Schnitt wie Abb. 3 dar, jedoch speziell für den Fall der Verarbeitung von Fett u. dgl.

Gemäß Abb. 1 ruht die Bearbeitungskammer 11 auf einem Untergestell 10. 12 bezeichnet den Trichter für den Einlauf des gegebenen Gutes und 13 die Messerwelle. Dieselbe wird angetrieben durch einen Elektromotor 14, und· zwar über ein Reduktionsgetriebe 15. Motor und Getriebe sind mit einer Schutzhaube 16 abgedeckt. Eine Salzlösung oder irgendein anderes Kühlmittel wird der Bearbeitungskammer 11 zugeführt über eine Zuführungsleitung 17, ein Steuerventil 18 und· eine Rohrleitung 19. Der Abfluß des Kühlmittels vom Bearbeitungsraum erfolgt über eine Rohrleitung 20. Eine Nebenleitung 21 verbindet die Ableitung 20 mit dem Steuerventil 18. Die Strömung der Salzlösung oder des Kühlmittels wird gesteuert durch eine besondere im Gehäuse des Getriebes 15 mit untergebrachte Vorrichtung, die auf die jeweilige Größe des Drehmomentes der Maschine anspricht und mit einem Hebel 22 auf die Ventilspindel 23 wirkt.

Der Einlauftrichter 12 enthält das zur Verarbeitung kommende Gut und steht über einen Kanal 24 und über eine öffnung 25 mit einer in einem Kolben 26 vorhandenen. Kammer 28 in Verbindung. Der Kolben 26 ist in einem Gehäuse 27 hin und her beweglich, wobei noch erwähnt sei, daß dieses Gehäuse einen Teil des unteren Endes der Bearbeitungskammer bildet. Den Rückfluß des Gutes über öffnung 25 und Kanal 24 verhindern federbelastete Kugelventile 29, 29°. Nahe dem oberen Ende des Kolbens befindet sich eine Kammer 30, die über einen Kanal 31 mit der Atmosphäre oder irgendeiner Stelle in Verbindung steht, von der aus irgendein geeig- no netes Strömungsmittel zur Zuführung gelangt. Ein federbelastetes Kugelventil 33

steuert tlen Übergang des Strömungsmittels von Kammer 30 zur Kammer 28. Auf der Welle 13 ist ein Nocken 34 befestigt, der auf eine am unteren Ende des Kolbens 26 sitzende Rolle 35 wirken soll. Eine Feder 36 ist gegen eine am Kolben 26 gebildete Schulter gesetzt und hat die Aufgabe, die Rolle 35 für gewöhnlich immer mit dem Nocken 34 in Berührung zu halten. Die Kammer 28 kommuniziert mit dem unteren Ende 37 der Bearbeitungskammer. Bei Drehung der Welle 13 wird jedenfalls der Kolben 26 mit Hilfe des Nockens 34, der Rolle 35 und der Feder 36 in hin und her gehende Bewegung gesetzt. Diese hin und her gehende Bewegung des Kolbens bewirkt, daß das zur Behandlung gegebene Gut und ebenso die während der Behandlung" mit in das Gut einzuarbeitende Luft (oder irgendein anderes Strömungsao mittel) in die Bearbeitungskammer am unteren Ende derselben zur Einführung gelangt. Die Bearbeitungskammer besteht aus einem Außenmantel 38 und zwei Innenmänteln 39, 40, die durch* gegossene Stirndeckel^i, 42 in as zweckentsprechender Weise zusammengeschlossen sind. Zwischen dem Außenmantel 38 und dem Mantel 39 ist eine Packung 43 aus irgendeinem geeigneten Isoliermaterial vorgesehen. Zwischen dem Mantel 39 und dem Mantel 40 ist ein Raum 44 für den Durchgang des Kühlmittels gebildet. Dieser Raum 44 steht an dem einen Ende mit dem Kühlmitteleinlaß 19 und am anderen Ende mit einer Kammer 45 und weiter über diese Kammer mit dem Kühlmittelauslaß 20 in Verbindung. Am oberen Ende der, Bearbeitungskammer ist ein Auslaß 46 vorgesehen, über den das fertig bearbeitete Gut zuni Austrag gebracht wird. Aufgenommen wird dieses Gut von einem Gefäß 47, das auf einem am Untergestell 10 festsitzenden Träger 48 aufgestellt ist.

Die Welle 13 zieht sich mitten durch den Innenmantel 40 hindurch, reicht also von dem einen Ende der Bearbeitungskammer bis zum anderen Ende. Innerhalb der Kammer besitzt die Welle einen bestimmten Durchmesser, d. h. einen Durchmesser, der das jeweils gewünschte Oberflächen-Volumenverhältnis schafft. Längs über die Welle 13 sind in gegebenen Abständen die Teile 49 angeordnet, auf denen die mit 50 bezeichneten Messerklingen montiert sind. Die Messerklingen 50 haben eine scharfe Kante 51 und sollen mit dieser das auf der Wärmeaustauschfläche sich in dünner Schicht festsetzende Gut abnehmen. Unter jeder der Messerklingen 50 ist in der Welle 13 eine Aussparung 52 vorgesehen. Die einwärts gerichtete Oberfläche der Messerklinge ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, gekrümmt. Die \ Oberfläche der Aussparung 52 ist im großen und ganzen der ebenerwähnten geimimmten Fläche der Messerklinge parallel gerichtet.

Die Distanz A zwischen der inneren Fläche der Messerklinge und der in der Welle vorgesehenen Aussparung 52 genügt, um dem Gut einen freien Durchgang zu sichern. Gefunden wurde, daß die Distanz A wenigstens so groß sein muß wie die Distanz X, die zwi-_i sehen dem normalen Durchmesser der Welle und der Innenfläche des Mantels 40 gemessen wird. Bei Herstellung von Speiseeis werden die besten Resultate jedoch erzielt, wenn die Dimension A ungefähr das i¹/*- bis 1¹^fache der Dimension X beträgt

Die Schaffung des Durchganges unter der Messerklinge beseitigt die Gefahr, daß sich das Gut vor den Messerklingen staut, also wird jedenfalls verhindert, daß die Strömung des Gutes irgendwie gehemmt wird. Solche Hemmungen mußten früher, bei hohem Oberflächen-Volumenverhältnis und solange mit einer durchaus zylindrischen Welle gearbeitet wurde, immer in Erscheinung treten.

Früher war beim Arbeiten mit einer zylindrischen Messerwelle ein Oberflächen-Volumenverhältnis von ungefähr 1,2 cm² auf ι cm³ das Maximum, sofern befriedigende Resultate erzielt werden sollten. Die in Abb. 3 dargestellten Proportionen sind speziell für eine Herstellung von Speiseeis gemischt mit Nußteilchen oder anderen festen Stoffen gedacht. Das Oberflächen-Volumenverhältnis beträgt hier ungefähr 1,6 cm² auf ι cm³. Die Proportionen in Abb. 4 geben ein Oberflächen-Volumenverhältnis von 5,3 cm² auf ι cm³ und sind speziell für eine Verarbeitung von Fett u. dgl. gedacht. Beide Proportionen sind für die Bearbeitung dieser too und anderer Stoffe so weit geeignet, daß eine Extraschlagkammer zur Vervollständigung der Einmischung von Luft, Wasserstoff oder anderen Strömungsmitteln nicht erforderlich ist.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zur kontinuierlichen Bereitung von Speiseeis und anderen festen oder halbfesten Substanzen, umfassend im wesentlichen eine zylindrische Arbeitsfläche, eine Welle und einen auf dieser Welle - sitzenden Körper, der das unter Behandlung stehende Gut von der Arbeitsfläche abnehmen soll, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanz (A) zwischen der Innenfläche jenes Körpers und der Welle wenigstens so groß ist wie die Distanz (X) zwischen Arbeitsfläche und Welle an derjenigen Stelle, an der sich Arbeitsfläche und Welle einander am nächsten kommen.

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2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche eine Wärmeaustauschfläche ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Fläche des das Gut von der Arbeitsfläche abnehmenden Körpers zu dem ihr zugekehrten Flächenabschnitt der Welle im wesentlichen parallel geführt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Arbeitsfläche zum Volumen des unter Behandlung stehenden Gutes größer ist als 1,2 cm³ zu 1 cm³.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen